国民健康码背后的科技之光

上图：老中青三代科学家走上上海科技节红毯。

右图：上海交通大学特聘教授马利庄（前排右三）教授领衔的团队。

上图：全球最大单体全自动化码头上海洋山港四期。

近三年间，上海科技奖基础研究类获奖成果占比以及突出前瞻性的自然奖和突出原创性的发明奖总数占比均呈持续上升状态。

记者｜陈　冰

5月25 日，2020 年度上海市科技奖颁布，共授奖281 项（人）。葛均波获科技功臣奖，“面向复杂场景的人物视觉理解技术及应用”和“洋山四期超大型自动化集装箱码头关键技术研究与应用” 两项成果获科技进步奖特等奖。

近年来，上海聚焦科创中心建设，坚持“面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康”，加强科技布局，聚力突破重点领域关键技术，取得了一系列实质性进展。特别瞄准科技前沿，聚焦关键领域，在增强创新策源能力上练内功，在基础研究领域不断加大投入。

创新，是上海的优势，而基础研究则是产业持续创新发展的重要动力。近三年间，上海科技奖基础研究类获奖成果占比以及突出前瞻性的自然奖和突出原创性的发明奖总数占比均呈持续上升状态。尤其是高等级获奖项目，更加注重突出“四个面向”。

从2012-2020 年的12 项特等奖来看，有1 项面向世界科技前沿，具有特别重大科学价值的原创性成果（自然科学奖）；有3 项面向国家重大需求，具有特别重要技术价值的首创性成果（技术发明奖）；有8 项面向经济主战场，具有特别重大经济社会价值的创新性成果（科技进步奖）；且有2 项面向人民生命健康，聚焦提升人民生命健康水平的创新性成果（自然奖和进步奖）。

重大科学发现、高质量技术成果，不可能一蹴而就，绝大多数获奖成果都是科研人员十年磨一剑甚至数十年磨一剑，坚持不懈、持之以恒探索的结果。2020 年市奖获奖成果的平均研究周期为8.53 年，其中，自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖和科学普及奖获奖项目持续科研时间，平均延续时间分别是9.49 年、10.36 年、8.88 年和5.40 年。

与往年相比，本次获奖项目的平均研究周期有逐步延长的趋势，已从2016 年的6.06 年延长到2020年的8.53 年，尤其是技术发明奖和科技进步奖，研究周期分别从2016年的8.47 年、5.7 年延长到2020 年的10.36 年、8.88 年，这在一定程度上显示了面向科技前沿且具有实用性和重大技术价值、能够创造显著经济社会效益或者生态环境效益的原创性成果，更加需要经过长时间的潜心研究和积累。

人脸识别：科技抗疫先锋

突如其来的新冠肺炎疫情对社会管理提了更精细的要求，上海交通大学特聘教授马利庄教授领衔的团队联合腾讯、华东师范大学、上海计算机软件技术开发中心，开展了《面向复杂场景的人物视觉理解技术及应用》的相关研究，依托国际领先的人脸识别与安全技术打造全场景多模态人脸核身解决方案。此番，《面向复杂场景的人物视觉理解技术及应用》项目荣获上海市科技进步特等奖。

疫情期间，这项核身技术应用于腾讯健康码，民众登录验证时，需进行光线活体检测和人脸比对，通过后才能获得健康码，以此保障用户身份真实性。基于光线活体的远程身份核实是健康码的核心技术。2020 年2 月9 日，深圳成为全国首个推出腾讯健康码的城市，上海、北京、广州、武汉等超过100 个城市也逐步落地健康码。截至2020 年12 月18 日，健康码累计亮码超200亿人次，覆盖10 亿人口，累计访问量破500 亿。

马利庄指出，人脸识别技术的挑战与难点，主要是图像的采集质量；其次是光照环境和姿态。因为识别分为主动式和被动式；金融支付里面是人会主动配合采集设备，图像质量和人脸姿态好。这种情形，识别率可以达到99% 以上。但很多时候，人脸会在不同的光照条件下，产生大的差异，比如背影强光，人脸拍出来就很暗，姿态也各异。通过捕捉脸部表情的微变化，就可以防御有人用它来欺骗攻击系统。

除了健康码，人脸识别技术还广泛应用于“国家政务服务平台”，助力大量企业主和个体工商户在线办理缓交社保、租金减免等民生事项。线上远程核身已服务于140 多个行业、四千多家机构，助力数亿国民健康安全出行，为疫情防控工作贡献力量。

其实，早在2011 年，马利庄团队就前瞻性地开展了一系列关于人脸识别等人工智能技术的研究。同年，马利庄教授领衔的项目组就与腾讯优图实验室合作，不断突破人脸表情理解、活体检测、跨年龄人脸识别等技术瓶颈，在国际各类公测集上18 次刷新世界纪录。基于双方长期密切合作，腾讯优图团队也不断发展壮大，从5 人的小团队发展至400 余人的业界一流人工智能技术力量，推动了中国互联网技术和人工智能技术的飞速发展和落地。项目团队被誉为名校名企强强合作及产学研创新合作的典范。

2013 年，项目组构建了国际首个在银行系统商用的人脸远程核身系统，在国内首次将人脸核身技术应用于银行的远程开户中，使得人脸远程核身技术达到金融级安全要求。当时，马利庄和腾讯合作研发微众银行的刷脸技术，李克强总理亲历了刷脸技术过程，一名出租车司机通过刷脸验证，获得了3.5万元的贷款。这是微众银行发放的第一笔互联网银行的房贷业务。李克强总理称赞这是“第一个吃螃蟹的”。

目前，人脸远程核身系统除了广泛应用于微信支付、微众银行等众多应用场景外，还在刷脸支付、娱乐产品链、门禁闸机等一系列重大场景落地。因为拥有金融支付级别的可信身份验证，所以错误接受率在万亿分之一，通过率近99%。可以说，我们真正进入了“刷脸时代”。

科技一定是向善的。除了帮助大家提升衣食住行中的便利度，人脸识别还有一个关键的应用就是人工智能寻亲。

跨年龄人脸识别技术，是寻回失踪人员与被拐卖人口的关键技术。尤其婴幼儿脸型随着年龄增长变化显著，特别是十多年后面容发生剧变，对跨年龄人脸识别提出了重大挑战。马利庄团队构建的跨时域人脸检索与分析系统，从千万级人员中寻回各类失踪或被拐卖人口共1706 人，拯救数千家庭。针对寻人场景中婴幼儿被拐，在仅有几张婴幼儿阶段的模糊照片情况下，团队利用首创的跨年龄人脸识别技术，协助警方解救15 名被拐10 年以上儿童。真正体现科技为民，以人为本的社会责任。

洋山四期：“硬核” 力量

港口是战略性、枢纽型基础设施，是国家经济发展的重要支撑，是实施国家战略的“硬核” 力量。

近年来，上海港集装箱吞吐量已连续十一年保持世界第一。洋山深水港是上海国际航运中心的核心港区、“一带一路”的重要战略节点、长三角一体化高质量发展的重要功能载体。在洋山建设自动化码头，是增强港口核心能力，适应当今世界港口科技发展趋势的必然选择。

“洋山四期超大型自动化集装箱码头关键技术研究与应用” 通过

科技功臣葛均波

1962 年11 月生，1993 年获德国美因兹大学博士学位, 现任复旦大学附属中山医院心内科主任、上海市心血管病研究所所长、国家放射与治疗临床医学研究中心主任。2011 年当选中国科学院院士，2019 年当选世界心脏联盟常务理事。

葛均波教授长期致力于推动我国重大心血管疾病临床技术革新和科研成果转化，首次发现心肌桥血管内超声特征性“半月现象”，确立心肌桥诊断金标准；首创“逆向导丝技术” 及其系列辅助技术，已成为目前冠状动脉CTO 病变的常规术式；国内首创冠脉“可降解涂层支架”，使晚期支架内血栓发生率显著降低；首创“经心尖二尖瓣夹合术式” 及微创器械ValveClam p，实现我国该领域技术产品创新的重要突破。在生产管控系统、工程设计、智能装备等方面的研究，建成了目前全球规模最大、智能化程度最高、拥有完全自主知识产权的自动化集装箱码头——洋山四期码头。它打破国外垄断，并实现技术反超，年吞吐量和作业效率均居世界自动化码头首位。洋山四期的成熟运行是我国港口科技发展新的里程碑，标志着上海国际航运中心代表国家参与国际经济合作与竞争形成了新的“硬核” 力量，引领了当今国内外自动化集装箱码头换代式发展的新潮流。

洋山四期建设中，最大的难点是怎样构建自动化码头“大脑”——智能管控系统（ITOS），它要求具有极高的功能适应性、性能高效性和运营可靠性。

作业管控系统外连海运船舶、道路运输、口岸监管，内控计划调度、设备设施各执行与传感单元，覆盖码头作业多场景、全流程，是超大型自动化集装箱码头的“大脑”。有别于传统码头，面对大规模实时作业管控需求，超大型自动化集装箱码头智能作业管控系统感知、计算、交互、监控的数据必然大幅增加，协同控制的计算量呈几何级数上升。过往的自动化码头操控系统，采用主从式分级分层管控模式，其计划与控制按不同原则分层分级单向传递，协同效率低，系统对自动化设备作业环境变化适应性弱、系统响应慢，制约了码头整体运营效率的提升。

对此，项目团队攻克了无人设备全域感知、多体协同、多活并发等核心技术，打造了全新的基于流程与数据双驱动的分布式、可配置全域融合协同控制架构和信息交互平台，创新研发了全新的智能作业管控系统（ITOS），解决了作业时空多变、状态不确定导致设备协同难的关键问题，实现了系统与设备设施间海量数据处理动态协同与高效可靠，核心功能与性能全面超越国外产品，能力与效率均居全球自动化码头首位。

洋山四期的社会和经济效益显著，码头生产效率屡创世界纪录，生产作业实现本质安全，劳动环境极大改善，劳动生产率是传统码头的213%，码头作业实现零排放。项目成果已在14个国内外码头中应用，彰显了“中国智造、中国服务” 的实力。

洋山四期的建设，对开创完善中国版的超大型自动化码头管控新模式、打破国外软件在自动化码头管理系统上的垄断、实现我国智慧港口核心关键技术的自主化均具有十分重要的意义，将为自动化码头提供更为安全可靠、智能高效的核心技术支撑，以“中国智造” 成果助力一带一路发展。